(57)【要約】新規な構成の移動体および防眩システムを提供すること。光の透過率が変化する窓部と、透過率を制御する制御回路と、を有する。制御回路は、第１の回路と、第２の回路と、第３の回路と、センサと、演算回路と、を有する。第１の回路は、乗員が明暗の変化を感じる地点に関する情報の信号を演算回路に出力する。第２の回路は、明暗の変化に順応する時間に関する情報の信号を演算回路に出力する。第３の回路は、移動体の移動する速度に関する情報の信号を演算回路に出力する。センサは、移動体内の明るさの強度に関する情報の信号を演算回路に出力する。演算回路は、得られた信号に応じて、光の透過率を段階的に変化させる信号を窓部に出力する。
2017145015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回路と、第２の回路と、第３の回路と、センサと、演算回路と、窓部と、を有する移動体であって、
前記第１の回路は、第１の信号を前記演算回路に出力する機能を有し、
前記第２の回路は、第２の信号を前記演算回路に出力する機能を有し、
前記第３の回路は、第３の信号を前記演算回路に出力する機能を有し、
前記センサは、第４の信号を前記演算回路に出力する機能を有し、
前記第１の信号は、乗員が明暗の変化を感じる地点に関する情報を有し、
前記第２の信号は、前記明暗の変化に順応する時間に関する情報を有し、
前記第３の信号は、前記移動体の移動する速度に関する情報を有し、
前記第４の信号は、前記窓部の内側の明るさの強度に関する情報を有し、
前記演算回路は、前記第１の信号乃至前記第４の信号に応じて、第５の信号を前記窓部に出力する機能を有し、
前記窓部は、前記第５の信号に従って、光の透過率を段階的に変化させる機能を有することを特徴とする移動体。
【請求項２】
請求項１において、
前記第５の信号は、前記明暗の変化に順応する時間内で、前記窓部の光の透過率を段階的に変化させることを特徴とする移動体。
【請求項３】
請求項１において、
前記第１の回路は、イメージセンサを有し、
前記イメージセンサで取得した撮像情報をもとに前記第１の信号を出力することを特徴とする移動体。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一において、
前記第１の回路は、衛星測位システムおよび記憶装置を有し、
前記記憶装置は、地図情報を有し、
前記衛星測位システムで取得した位置情報、および前記地図情報をもとに前記第１の信号を出力することを特徴とする移動体。
【請求項５】
光の透過率が変化する窓部と、前記透過率を制御する制御回路と、センサと、を有する防眩システムであって、
前記制御回路は、第１の回路と、第２の回路と、第３の回路と、演算回路と、を有し、
前記第１の回路は、第１の信号を前記演算回路に出力する機能を有し、
前記第２の回路は、第２の信号を前記演算回路に出力する機能を有し、
前記第３の回路は、第３の信号を前記演算回路に出力する機能を有し、
前記センサは、第４の信号を前記演算回路に出力する機能を有し、
前記第１の信号は、乗員が明暗の変化を感じる地点に関する情報を有し、
前記第２の信号は、前記明暗の変化に順応する時間に関する情報を有し、
前記第３の信号は、前記移動体の移動する速度に関する情報を有し、
前記第４の信号は、前記窓部の内側の明るさの強度に関する情報を有し、
前記演算回路は、前記第１の信号乃至前記第４の信号に応じて、第５の信号を前記窓部に出力する機能を有し、
前記窓部は、前記第５の信号に従って、前記光の透過率を段階的に変化させる機能を有することを特徴とする防眩システム。
【請求項６】
請求項５において、
前記第５の信号は、前記明暗の変化に順応する時間内で、前記窓部の光の透過率を段階的に変化させることを特徴とする防眩システム。
【請求項７】
請求項５において、
前記第１の回路は、イメージセンサを有し、
前記イメージセンサで取得した撮像情報をもとに前記第１の信号を出力することを特徴とする防眩システム。
【請求項８】
請求項５乃至８のいずれか一において、
前記第１の回路は、衛星測位システムおよび記憶装置を有し、
前記記憶装置は、地図情報を有し、
前記衛星測位システムで取得した位置情報、および前記地図情報をもとに前記第１の信号を出力することを特徴とする防眩システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明の一態様は、移動体および防眩システムに関する。【０００２】なお本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、撮像装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】自動車等において、運転を支援するシステムの研究が活発である。【０００４】例えば、特許文献１では、車両と光源との位置関係に基づいて適切に防眩装置を制御し、乗員が感じる眩しさを低減する方法および装置が開示されている。【０００５】具体的には、乗員の顔面が位置する領域を撮像し、撮像された画像を画像処理することで、乗員が眩しさを感じる状態を検出する。車両に搭載された防眩装置は、乗員が眩しさを感じる状態であれば、乗員が感じる眩しさを低減するよう制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開２０１３／１０８７４８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】人間の目は、明暗の差に慣れるのに時間がかかる。例えば、トンネル内への進入直後、あるいはトンネル外への脱出直後では明暗の差が大きく、乗員が眩しさを感じやすい。【０００８】特許文献１のように、乗員が眩しさを感じる状態を検知して乗員が感じる眩しさを低減する場合、人間の目が明暗の差に慣れるための時間を考えると、制御に改善の余地がある。【０００９】本発明の一態様は、新規な移動体、および新規な防眩システム等を提供することを課題の一とする。【００１０】または本発明の一態様は、明暗の差に慣れるのに時間がかかる場合であっても乗員が感じる眩しさを低減できる、新規な移動体、および新規な防眩システム等を提供することを課題の一とする。【００１１】なお本発明の一態様の課題は、上記列挙した課題に限定されない。上記列挙した課題は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお他の課題は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない課題である。本項目で言及していない課題は、当業者であれば明細書または図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一態様は、上記列挙した記載、および／または他の課題のうち、少なくとも一つの課題を解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】本発明の一態様は、第１の回路と、第２の回路と、第３の回路と、センサと、演算回路と、窓部と、を有する移動体であって、第１の回路は、第１の信号を演算回路に出力する機能を有し、第２の回路は、第２の信号を演算回路に出力する機能を有し、第３の回路は、第３の信号を演算回路に出力する機能を有し、センサは、第４の信号を演算回路に出力する機能を有し、第１の信号は、乗員が明暗の変化を感じる地点に関する情報を有し、第２の信号は、明暗の変化に順応する時間に関する情報を有し、第３の信号は、移動体の移動する速度に関する情報を有し、第４の信号は、窓部の内側の明るさの強度に関する情報を有し、演算回路は、第１の信号乃至第４の信号に応じて、第５の信号を窓部に出力する機能を有し、窓部は、第５の信号に従って、光の透過率を段階的に変化させる機能を有する移動体である。【００１３】本発明の一態様において、第５の信号は、明暗の変化に順応する時間内で、窓部の光の透過率を段階的に変化させる移動体が好ましい。【００１４】本発明の一態様において、第１の回路は、イメージセンサを有し、イメージセンサで取得した撮像情報をもとに第１の信号を出力する移動体が好ましい。【００１５】本発明の一態様において、第１の回路は、衛星測位システムおよび記憶装置を有し、記憶装置は、地図情報を有し、衛星測位システムで取得した位置情報、および地図情報をもとに第１の信号を出力する移動体が好ましい。【００１６】本発明の一態様は、光の透過率が変化する窓部と、透過率を制御する制御回路と、センサと、を有する防眩システムであって、制御回路は、第１の回路と、第２の回路と、第３の回路と、演算回路と、を有し、第１の回路は、第１の信号を演算回路に出力する機能を有し、第２の回路は、第２の信号を演算回路に出力する機能を有し、第３の回路は、第３の信号を演算回路に出力する機能を有し、センサは、第４の信号を演算回路に出力する機能を有し、第１の信号は、乗員が明暗の変化を感じる地点に関する情報を有し、第２の信号は、明暗の変化に順応する時間に関する情報を有し、第３の信号は、移動体の移動する速度に関する情報を有し、第４の信号は、窓部の内側の明るさの強度に関する情報を有し、演算回路は、第１の信号乃至第４の信号に応じて、第５の信号を窓部に出力する機能を有し、窓部は、第５の信号に従って、光の透過率を段階的に変化させる機能を有する防眩システムである。【００１７】本発明の一態様において、第５の信号は、明暗の変化に順応する時間内で、窓部の光の透過率を段階的に変化させる防眩システムが好ましい。【００１８】本発明の一態様において、第１の回路は、イメージセンサを有し、イメージセンサで取得した撮像情報をもとに第１の信号を出力する防眩システムが好ましい。【００１９】本発明の一態様において、第１の回路は、衛星測位システムおよび記憶装置を有し、記憶装置は、地図情報を有し、衛星測位システムで取得した位置情報、および地図情報をもとに第１の信号を出力する防眩システムが好ましい。【００２０】なおその他の本発明の一態様については、以下で述べる「発明を実施するための形態」、および「図面」に記載されている。
【発明の効果】
【００２１】本発明の一態様は、新規な移動体、および新規な防眩システム等を提供することができる。【００２２】または、本発明の一態様は、明暗の差に慣れるのに時間がかかる場合であっても乗員が感じる眩しさを低減できる、新規な移動体、および新規な防眩システム等を提供することができる。【００２３】なお本発明の一態様の効果は、上記列挙した効果に限定されない。上記列挙した効果は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお他の効果は、以下の記載で述べる、本項目で言及していない効果である。本項目で言及していない効果は、当業者であれば明細書または図面等の記載から導き出せるものであり、これらの記載から適宜抽出することができる。なお、本発明の一態様は、上記列挙した効果、および／または他の効果のうち、少なくとも一つの効果を有するものである。従って本発明の一態様は、場合によっては、上記列挙した効果を有さない場合もある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】移動体の構成および動作を説明するための図。
【図２】動作の一例を説明するための図。
【図３】動作の一例を説明するための図。
【図４】動作の一例を説明するための図。
【図５】動作の一例を説明するための図。
【図６】動作の一例を説明するための図。
【図７】動作の一例を説明するための図。
【図８】動作の一例を説明するための図。
【図９】動作の一例を説明するための図。
【図１０】動作の一例を説明するための図。
【図１１】動作の一例を説明するための図。
【図１２】移動体の構成例を説明するための図。
【図１３】液晶パネルの構成例を説明するための図。
【図１４】液晶パネルの使用例を説明するための図。
【図１５】液晶パネルの使用例を説明するための図。
【図１６】照度センサの取付位置の例を説明するための図。
【図１７】イメージセンサの取付位置の例を説明するための図。
【図１８】イメージセンサの画素を説明する図。
【図１９】画素の回路を説明する図。
【図２０】光電変換素子の構成を説明する図。
【図２１】光電変換素子とトランジスタとの接続構成を説明する図。
【図２２】撮像素子のブロック図、Ａ／Ｄコンバータのブロック図および撮像素子とＡ／Ｄコンバータの接続形態を示す図。
【図２３】画素の回路を説明する図。
【図２４】画素の回路の動作を説明する図。
【図２５】画素の回路を説明する図。
【図２６】移動体の一例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】以下、本発明の一態様について図面を参照しながら説明する。但し、本発明の一態様は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は、以下の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２６】なお本明細書等において、「第１」、「第２」、「第３」という序数詞は、構成要素の混同を避けるために付したものである。従って、構成要素の数を限定するものではない。また、構成要素の順序を限定するものではない。
【００２７】なお図面において、同一の要素または同様な機能を有する要素、同一の材質の要素、あるいは同時に形成される要素等には同一の符号を付す場合があり、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００２８】＜ブロック図＞
本発明の一態様である、移動体および防眩システムについて、ブロック図を参照して説明する。
【００２９】図１（Ａ）は、移動体および防眩システムのブロック図である。移動体１００は、制御回路１０１、窓部１０２、およびセンサ１０３で構成される防眩システムを有する。制御回路１０１は、判定回路１１１、記憶回路１１２、検出回路１１３、および演算回路１１４を有する。
【００３０】移動体１００は、明暗の差が大きい地点を通過する車両に相当する。移動体の例としては、自動車、バス、電車、飛行機等がある。以下の説明で特に断りのない場合移動体は、自動車であるとして説明する。
【００３１】窓部１０２は、窓部１０２を透過する光の透過率を変化させる。制御回路１０１は、窓部１０２における光の透過率を変化させるための信号ＳＴＲを出力する。
【００３２】窓部１０２は、信号によって光の透過率を変化させることができる素子を有する。例えば窓部１０２は、液晶を設けたガラスを有する構成とする。または窓部１０２は、液晶を設けたガラスを窓ガラスに貼りつけた構成とする。窓部１０２は、液晶の配向状態を制御して光の透過率を変更し、移動体１００内の明るさの強度（照度あるいは輝度等）、例えば照度を制御する。
【００３３】センサ１０３は、照度を検出することができる素子を有する。例えば照度センサ、またはイメージセンサを用いることができる。センサ１０３は、移動体１００内の窓部１０２の内側における、照度を測定する地点に一以上設けられる。センサ１０３は、照度の情報の信号（ＳＬＵＸ）を演算回路１１４に出力する。
【００３４】センサ１０３を設ける地点は、乗員の顔面付近であることが好ましい。例えば、運転席のヘッドレストにセンサ１０３を備える構成とすればよい。照度を測定可能なセンサは、他にも天井付近、ダッシュボード上、および助手席、後方座席等の少なくとも一以上の地点にセンサ１０３を備える構成とすればよい。
【００３５】センサ１０３は、窓部１０２に対応して設けることが好ましい。例えば窓部１０２が複数ある場合、各窓部１０２に対してセンサ１０３をそれぞれ設ける構成とする。当該構成とすることで、移動体１００内の複数の地点の照度の制御を、複数の窓部１０２で独立して制御することができる。なお窓部１０２の光の透過率は、センサ１０３で得られる照度の情報の信号ＳＬＵＸに基づいて、適切な数値になるようフィードバック制御がされることが好ましい。
【００３６】判定回路１１１は、明暗の変化による眩しさを乗員が感じる地点に関する情報の信号（ＳＦＬＡＧ）を演算回路１１４に出力する。判定回路１１１は、移動体１００の現在位置と、明暗の変化による眩しさを乗員が感じる地点と、の距離の情報を信号ＳＦＬＡＧとして出力してもよい。判定回路１１１は、複数の信号をもとに信号ＳＦＬＡＧを得るため、マイクロコンピュータ等の信号処理回路であることが好ましい。
【００３７】判定回路１１１は、例えば、イメージセンサで移動体１００の前方を撮像し、撮像された画像を画像処理することで明暗の変化による眩しさを生じさせる対象物を検出し、情報を信号ＳＦＬＡＧとして出力する。または、判定回路１１１は、衛星測位システム（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ；以下ＧＰＳ）および地図情報を組み合わせることで、明暗の変化による眩しさを乗員が感じる地点を予測し、情報を信号ＳＦＬＡＧとして出力する。
【００３８】明暗の変化による眩しさを乗員が感じる地点は、例えば、トンネルの入り口、または出口である。または、屋外から建物へ移動する際の出入り口、または地下駐車場から屋外へ移動する際の出入り口等である。
【００３９】記憶回路１１２は、明暗の変化に乗員の目が順応する時間に関する情報の信号（ＴＴＨ）を演算回路１１４に出力する。記憶回路１１２は、予め設定した値に応じて信号ＴＴＨを出力するため、設定した値を書き換え可能で記憶できることが好ましい。例えば記憶回路１１２は、フラッシュメモリのように書き換え可能な不揮発性メモリであることが好ましい。
【００４０】記憶回路１１２は、例えば、明所から暗所に移動した際の目の順応時間、および暗所から明所に移動した際の目の順応時間を記憶ずる。あるいは明暗の変化による眩しさを乗員が感じる地点における、明所の照度および暗所の照度を取得可能な場合は、照度の差に応じた目の順応時間を記憶する。
【００４１】検出回路１１３は、移動体１００の移動する速度に関する情報の信号（ＶＭＯＶ）を演算回路１１４に出力する。
【００４２】検出回路１１３は、直近の速度の平均値を算出し、信号ＶＭＯＶとして演算回路１１４に出力する。または道路の混雑状況によっては、移動体１００の速度に限らず、混雑状況に応じて予測される速度を信号ＶＭＯＶとして演算回路１１４に出力する。道路の混雑状況等の情報については、道路に配置された道路交通情報システム（Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ；ＶＩＣＳともいう）の固定局から信号を受信して取得すればよい。
【００４３】演算回路１１４は、上述した信号ＳＦＬＡＧ、信号ＴＴＨ、信号ＶＭＯＶ、信号ＳＬＵＸに応じて、窓部１０２に信号ＳＴＲを出力する。演算回路１１４は、複数の信号をもとに信号ＳＴＲを得るため、マイクロコンピュータ等の信号処理回路であることが好ましい。
【００４４】演算回路１１４は、信号ＳＦＬＡＧと信号ＶＭＯＶとをもとに、明暗の変化による眩しさを乗員が感じる地点までにかかる時間（ｔＬＡＧ）を算出する。演算回路１１４は、信号ＴＴＨが有する明暗の変化に順応する時間と、時間ｔＦＬＡＧとを比較する。演算回路１１４は、明暗の変化による眩しさを乗員が感じる地点までにかかる時間が明暗の変化に順応する時間よりも短ければ、窓部１０２の光の透過率を段階的に変化させる信号ＳＴＲを出力する。窓部１０２の光の透過率の変化は、移動体１００内の照度の変化を信号ＳＬＵＸで検出される。窓部１０２の光の透過率を制御することで移動体１００内は、適切な照度に制御される。
【００４５】明暗の変化に順応する時間よりも長い時間をかけて窓部１０２の光の透過率を段階的に変化させることは、不必要に移動体１００内の照度を低下させることにつながる。眩しさの低減に必要な時間のみ光の透過率を段階的に変化させる構成とできるため、窓部１０２の光の透過率を段階的に変化させることを、効果的に行うことができる。
【００４６】信号ＳＴＲは、窓部１０２の光の透過率を段階的に変化させる信号である。具体的には、窓部１０２の光の透過率を１００％から５０％に段階的に引き下げる場合、９９％次いで９８％というように、連続的に透過率を変化させていくように制御する。当該構成とすることで、窓部１０２の光の透過率を段階的に変化させることによる移動体内の明暗の変化を乗員が感じにくくすることができる。
【００４７】なお信号ＳＴＲは、窓部１０２の光の透過率を１００％から９０％次いで８０％次いで７０％というように、離散的に透過率を変化させていくように制御させてもよい。当該構成とすることで、窓部１０２の光の透過率の変化を乗員に認識させることができる。
【００４８】なお窓部１０２の光の透過率の下限は、乗員の運転に支障のない値にすることが好ましい。または、明所における照度に応じて、窓部１０２の光の透過率の下限を設定してもよい。たとえば、明所における照度が、晴天等によって大きい場合には窓部１０２の光の透過率の下限を低く設定し、明所における照度が曇天等によって小さい場合には窓部１０２の光の透過率の下限を高く設定しておく。当該構成とすることで、明所において、移動体１００内の適切な照度を確保することができる。
【００４９】上述した構成とすることで、明暗の差に慣れるのに時間がかかる場合であっても乗員が感じる眩しさを低減できる、新規な移動体、および新規な防眩システム等を提供することができる。
【００５０】＜タイミングチャート＞
本発明の一態様である、移動体および防眩システムについて、フローチャートを参照して説明する。図１（Ｂ）に示すフローチャートは、図１（Ａ）のブロック図において示す移動体１００の動作を説明するものである。
【００５１】移動体１００の制御回路１０１において、演算回路１１４は判定回路１１１から眩しさを感じる地点に関する情報を取得する（ステップＳ１０１）。眩しさを感じる地点に関する情報は、上述したように信号ＳＦＬＡＧとして演算回路１１４に出力される。
【００５２】移動体１００の制御回路１０１において、演算回路１１４は記憶回路１１２から明暗の変化に順応する時間ｔＴＨ（順応時間）に関する情報を取得する（ステップＳ１０２）。明暗の変化に順応する時間に関する情報は、上述したように信号ＴＴＨとして演算回路１１４に出力される。
【００５３】移動体１００の制御回路１０１において、演算回路１１４は検出回路１１３から移動体１００の移動する速度（移動速度）に関する情報を取得し、眩しさを感じる地点と現在の地点との距離、および移動体１００の移動速度から眩しさを感じる地点までにかかる時間（ｔＦＬＡＧ）を算出する（ステップＳ１０３）。移動体１００の移動速度に関する情報は、上述したように信号ＶＭＯＶとして演算回路１１４に出力される。現在の地点の情報は、ＧＰＳ等によって取得すればよい。
【００５４】なおステップＳ１０２は、ステップＳ１０３と順序が逆でもよい。また、ステップＳ１０２は、ステップＳ１０１より先の順序でもよい。
【００５５】移動体１００の制御回路１０１において、演算回路１１４は、明暗の変化に順応する時間（ｔＴＨ）と、移動体１００の移動速度から眩しさを感じる地点までにかかる時間（ｔＦＬＡＧ）とを比較する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４では、明暗の変化による眩しさを乗員が感じる地点までにかかる時間が明暗の変化に順応する時間よりも短ければ（ｔＦＬＡＧ＜ｔＴＨ）、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０４では、明暗の変化による眩しさを乗員が感じる地点までにかかる時間が明暗の変化に順応する時間よりも長ければ、ステップを終了する。
【００５６】移動体１００の制御回路１０１において、ステップＳ１０４でｔＦＬＡＧ＜ｔＴＨであれば、演算回路１１４は、窓部１０２の光の透過率を段階的に変化させる信号ＳＴＲを出力する（ステップＳ１０５）。
【００５７】移動体１００の制御回路１０１において、演算回路１１４は、移動体１００内の照度が所定の数値になったか否かを判断する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６で所定の照度でない場合、再度ステップＳ１０５に戻って窓部１０２の光の透過率を変化させる。ステップＳ１０６で所定の輝度の場合、ステップを終了する。
【００５８】明暗の変化に順応する時間ｔＴＨと、明暗の変化による眩しさを乗員が感じる地点までにかかる時間ｔＦＬＡＧとを比較し、時間ｔＦＬＡＧがｔＴＨも短ければ窓部１０２の光の透過率を段階的に変化させる構成とすることで、不必要に移動体１００内の照度を低下させることを防ぐことができる。加えて、眩しさの低減に必要な時間のみ光の透過率を段階的に変化させる構成とできる。
【００５９】上述した構成とすることで、明暗の差に慣れるのに時間がかかる場合であっても乗員が感じる眩しさを低減できる、新規な移動体、および新規な防眩システム等を提供することができる。
【００６０】＜適用例１＞
本発明の一態様である、図１（Ａ）、（Ｂ）で上述した移動体および防眩システムについて、具体的な適用例を示し説明する。図２乃至図４には、自動車である移動体がトンネルの入り口に近づいていく様子を段階的に分けて模式図を示している。また図５には、自動車である移動体がトンネルの入り口に近づいていく際の窓部の透過率の変化、および窓部の外側から内側に入射する光の強度の変化を示している。
【００６１】図２（Ａ）では、移動体１００が開始位置ＰＳＴＡＲＴを一定の移動速度Ｖで走行している様子を図示している。図２（Ａ）では、晴天時の昼間の屋外を想定し、太陽を光源１２３として図示している。図２（Ａ）では、移動体１００が進入するトンネル１２１を図示している。図２（Ａ）では、トンネル１２１内の照明を光源１２２として図示している。
【００６２】図２（Ａ）では、移動体１００に光の透過率を初期状態、例えば１００％の光の透過率とした窓部１０２を図示している。図２（Ａ）では、移動体１００が開始位置ＰＳＴＡＲＴを移動速度Ｖで走行している様子を図示している。図２（Ａ）では照度が変わるトンネル１２１の入口の地点ＰＦＲＡＧを図示している。地点ＰＦＲＡＧの情報は、上述した信号ＳＦＬＡＧに含まれる情報である。
【００６３】図２（Ａ）では、移動速度Ｖ、および開始位置ＰＳＴＡＲＴと地点ＰＦＲＡＧの情報から、眩しさを感じる地点までにかかる時間（ｔＦＬＡＧ）を図示している。図２（Ａ）では、明暗の変化に順応する時間ｔＴＨを図示している。図２（Ａ）では、移動速度Ｖで時間ｔＴＨだけ走行した場合に、地点ＰＦＲＡＧから離れた地点を地点ＰＴＨとして図示している。地点ＰＴＨは、地点ＰＴＨから移動速度Ｖで走行した場合、地点ＰＦＲＡＧまで時間ｔＴＨかかる地点である。
【００６４】図２（Ａ）の様子では、地点ＰＦＲＡＧまでにかかる時間ｔＦＬＡＧが時間ｔＴＨより長く、しばらくの間、明暗の変化による眩しさを感じる地点を通過することはない。そのため、移動体１００の窓部１０２の光の透過率を一定にして走行しても、乗員が感じる眩しさに問題はない。なお図２（Ａ）では、明所である屋外を走行しており、光源１２３の光の強度によっては、窓部１０２の透過率を変化させてもよい。
【００６５】図２（Ａ）の様子から時間が経過すると、図２（Ｂ）の様子となる。図２（Ｂ）では、移動体１００が地点ＰＴＨに達した様子を示している。
【００６６】図２（Ｂ）の様子においても、地点ＰＦＲＡＧまでにかかる時間ｔＦＬＡＧが時間ｔＴＨと同じであり、時間ｔＦＬＡＧ（時間ｔＴＨ）経過後でなければ、明暗の変化による眩しさを感じる地点を通過することはない。そのため、移動体１００の窓部１０２の光の透過率を一定にして走行しても、乗員が感じる眩しさに問題はない。
【００６７】図２（Ｂ）の様子から時間が経過すると、図３（Ａ）の様子となる。図３（Ａ）では、移動体１００が地点ＰＴＨを過ぎて地点ＰＦＲＡＧに近づく様子を示している。
【００６８】図３（Ａ）の様子では、明暗の変化に順応する時間ｔＴＨよりも短い時間ｔＦＬＡＧで地点ＰＦＲＡＧを通過することになる。そのため、移動体１００の窓部１０２の光の透過率を明暗の変化に順応できる程度に低下させ、トンネル１２１進入時における明暗の変化に乗員の目を順応させておく。
【００６９】図３（Ａ）の様子から時間が経過すると、図３（Ｂ）の様子となる。図３（Ｂ）では、図３（Ａ）の様子よりもさらに地点ＰＦＲＡＧに近づく様子を示している。
【００７０】図３（Ｂ）の様子では、明暗の変化に順応する時間ｔＴＨよりも短い時間ｔＦＬＡＧで地点ＰＦＲＡＧを通過することになる。そのため図３（Ａ）の様子のときよりもさらに、移動体１００の窓部１０２の光の透過率を明暗の変化に順応できる程度に低下させ、トンネル１２１進入時における明暗の変化に乗員の目を順応させておく。
【００７１】図３（Ｂ）の様子から時間が経過すると、図４（Ａ）の様子となる。図４（Ａ）では地点ＰＦＲＡＧを通過し、トンネル１２１内に進入した直後の様子を示している。
【００７２】図４（Ａ）の様子では、トンネル１２１内に進入した直後であり、移動体１００内の照度は、光源１２３の影響が小さくなり、光源１２２の影響が大きくなる。光源１２３の光の強度は光源１２２の光の強度より大きく、移動体１００内の照度は急速に小さくなる。図４（Ａ）の様子では予め移動体１００内の照度が小さくなるように移動体１００の窓部１０２の光の透過率を低くしていたため、乗員の目は明暗の変化に順応している。そのため、移動体１００内の照度は急速に小さくなっても、乗員が感じる眩しさを低減することができる。
【００７３】図４（Ａ）の様子から時間が経過すると、図４（Ｂ）の様子となる。図４（Ｂ）では、図４（Ａ）の様子よりもさらに地点ＰＦＲＡＧから遠ざかる様子を示している。
【００７４】図４（Ｂ）の様子では、光源１２３の光が届かなくなるため、移動体１００内の照度が急速に小さくなる。図４（Ｂ）の様子では、移動体１００の窓部１０２の光の透過率を大きくして、トンネル１２１の光源１２２の光の強度によって移動体１００内の照度を得る。光源１２２の光の強度は小さいものの、移動体１００内の照度を事前に小さくしておくことで、乗員の目は明暗の変化に順応している。そのため、乗員が感じる眩しさを低減することができる。
【００７５】図５（Ａ）には、図２乃至図４で説明した自動車である移動体１００を図示している。図５（Ａ）では、図示する移動体１００の窓部１０２において、外部から窓部１０２を通って入射される光ＬＯＵＴと、窓部１０２を通って内部に入射される光ＬＩＮを図示している。
【００７６】図５（Ｂ）には、図２乃至図４で説明した開始位置ＰＳＴＡＲＴ、地点ＰＴＨ、および地点ＰＦＲＡＧを横軸に配置し、縦軸に窓部１０２の光の透過率の変化を可視化したグラフを示している。また、図５（Ｃ）には、図５（Ｂ）と同様に、図２乃至図４で説明した開始位置ＰＳＴＡＲＴ、地点ＰＴＨ、および地点ＰＦＲＡＧを横軸に配置し、図５（Ａ）に示す光ＬＯＵＴおよび光ＬＩＮの強度を縦軸にしたグラフを示している。
【００７７】図５（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、窓部１０２における光の透過率は、地点ＰＴＨを通って地点ＰＦＲＡＧに近づくにつれて、低下させる。すると、光ＬＯＵＴの強度は、光ＬＩＮの強度と同程度だった状態から、光ＬＩＮの強度が小さくなる。つまり、移動体１００の内側では、照度が徐々に小さくなる。
【００７８】図５（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、光ＬＯＵＴの強度は、地点ＰＦＲＡＧを通ると急速に小さくなる。光ＬＩＮの強度も小さくなる。本発明の一態様の構成では、地点ＰＦＲＡＧに近づくまでに人間の目が明暗に順応する期間をかけて、光ＬＩＮの強度を予め小さくしている。そのため、地点ＰＦＲＡＧを通ることで急速に低下する光ＬＩＮの強度の変化の度合いを小さくすることができる。したがって、照度の大きな変化によって、明暗の差に慣れるのに時間がかかる場合であっても乗員が感じる眩しさを低減できる。
【００７９】なお図５（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、地点ＰＦＲＡＧを通った後は、窓部１０２における光の透過率を高くする。地点ＰＦＲＡＧを通った後は、光ＬＯＵＴの強度が小さいため、光の透過率を高くしても光ＬＩＮの強度に大きな変化はない。
【００８０】＜適用例２＞
本発明の一態様である、図１（Ａ）、（Ｂ）で上述した移動体および防眩システムについて、上述の＜適用例１＞とは異なる例を示し説明する。図６乃至図８には、自動車である移動体がトンネルの出口に近づいていく様子を段階的に分けて模式図を示している。また図９および図１０には、自動車である移動体がトンネルの出口に近づいていく際の窓部の透過率の変化、および窓部の外側から内側に入射する光の強度の変化を示している。
【００８１】図６（Ａ）では、移動体１００が開始位置ＰＳＴＡＲＴを一定の移動速度Ｖで走行している様子を図示している。図６（Ａ）では、移動体１００が脱出するトンネル１２１を図示している。図６（Ａ）では、トンネル１２１内の照明を光源１２２として図示している。図６（Ａ）では、晴天時の昼間の屋外を想定し、太陽を光源１２３として図示している。
【００８２】図６（Ａ）では、移動体１００に光の透過率を初期状態、例えば１００％の光の透過率とした窓部１０２を図示している。図６（Ａ）では、移動体１００が開始位置ＰＳＴＡＲＴを移動速度Ｖで走行している様子を図示している。図６（Ａ）では照度が変わるトンネル１２１の出口の地点ＰＦＲＡＧを図示している。地点ＰＦＲＡＧの情報は、上述した信号ＳＦＬＡＧに含まれる情報である。
【００８３】図６（Ａ）では、移動速度Ｖ、および開始位置ＰＳＴＡＲＴと地点ＰＦＲＡＧの情報から、眩しさを感じる地点までにかかる時間（ｔＦＬＡＧ）を図示している。図６（Ａ）では、明暗の変化に順応する時間ｔＴＨを図示している。図６（Ａ）では、移動速度Ｖで時間ｔＴＨだけ走行した場合に、地点ＰＦＲＡＧから離れた地点を地点ＰＴＨとして図示している。地点ＰＴＨは、地点ＰＴＨから移動速度Ｖで走行した場合、地点ＰＦＲＡＧまで時間ｔＴＨかかる地点である。
【００８４】図６（Ａ）の様子では、地点ＰＦＲＡＧまでにかかる時間ｔＦＬＡＧが時間ｔＴＨより長く、しばらくの間、明暗の変化による眩しさを感じる地点を通過することはない。そのため、移動体１００の窓部１０２の光の透過率を一定にして走行しても、乗員が感じる眩しさに問題はない。なお図６（Ａ）では、暗所であるトンネル１２１内を走行しており、光源１２２の光の強度によっては、窓部１０２の透過率を変化させてもよい。
【００８５】図６（Ａ）の様子から時間が経過すると、図６（Ｂ）の様子となる。図６（Ｂ）では、移動体１００が地点ＰＴＨに達した様子を示している。
【００８６】図６（Ｂ）の様子においても、地点ＰＦＲＡＧまでにかかる時間ｔＦＬＡＧが時間ｔＴＨと同じであり、時間ｔＦＬＡＧ（時間ｔＴＨ）経過後でなければ、明暗の変化による眩しさを感じる地点を通過することはない。そのため、移動体１００の窓部１０２の光の透過率を一定にして走行しても、乗員が感じる眩しさに問題はない。
【００８７】図６（Ｂ）の様子から時間が経過すると、図７（Ａ）の様子となる。図７（Ａ）では、移動体１００が地点ＰＴＨを過ぎて地点ＰＦＲＡＧに近づく様子を示している。
【００８８】図７（Ａ）の様子では、明暗の変化に順応する時間ｔＴＨよりも短い時間ｔＦＬＡＧで地点ＰＦＲＡＧを通過することになる。そのため、移動体１００の窓部１０２の光の透過率を明暗の変化が大きくならないように程度に低下させ、トンネル１２１脱出時における明暗の変化に備える。
【００８９】なおトンネル１２１内は、光源１２２の光の強度が小さい。そのため、移動体１００の窓部１０２の全てで光の透過率を小さくすると移動体１００内の照度が大幅に低下する。そのため、フロントガラスのみの光の透過率を低下させる。つまり、進行方向にあるトンネル１２１の出口からの光の強度が大きい場合は、乗員の目と、トンネル１２１の出口のある方向との間にある窓部のみの光の透過率を低下させる。当該構とすることで、移動体１００内の照度を大幅に低下させることなく、トンネル１２１脱出時における明暗の変化に備えることが可能である。なおトンネル１２１の出口に近づくにつれてフロントドアガラス、リアドアガラス、およびリアガラス等の他の窓部の光の透過率を低下させればよい。
【００９０】図７（Ａ）の様子から時間が経過すると、図７（Ｂ）の様子となる。図７（Ｂ）では、図７（Ａ）の様子よりもさらに地点ＰＦＲＡＧに近づく様子を示している。
【００９１】図７（Ｂ）の様子では、明暗の変化に順応する時間ｔＴＨよりも短い時間ｔＦＬＡＧで地点ＰＦＲＡＧを通過することになる。そのため図７（Ａ）の様子のときよりもさらに、移動体１００の窓部１０２の光の透過率を明暗の変化が大きくならない程度に低下させ、トンネル１２１脱出時における明暗の変化に備える。
【００９２】図７（Ｂ）の様子から時間が経過すると、図８（Ａ）の様子となる。図８（Ａ）では地点ＰＦＲＡＧを通過し、トンネル１２１の外に脱出した直後の様子を示している。
【００９３】図８（Ａ）の様子では、トンネル１２１の外に脱出した直後であり、移動体１００内の照度は、光源１２３の影響により急速に変化する。光源１２３の光の強度は光源１２２の光の強度より大きく、移動体１００内の照度は急速に大きくなる。図８（Ａ）の様子では予め移動体１００内の照度が小さくなるように移動体１００の窓部１０２の光の透過率を低くしていたため、明暗の変化があっても変化の度合いを小さくすることができる。そのため、移動体１００内の照度は急速に大きくなっても、乗員が感じる眩しさを低減することができる。
【００９４】図８（Ａ）の様子から時間が経過すると、図８（Ｂ）の様子となる。図８（Ｂ）では、図８（Ａ）の様子よりもさらに地点ＰＦＲＡＧから遠ざかる様子を示している。
【００９５】図８（Ｂ）の様子では、光源１２３の光によって、移動体１００内の照度が大きいままとなる。光源１２３の光の強度は大きい場合、移動体１００が地点ＰＦＲＡＧから遠ざかって一定期間、例えば明暗の変化に順応する時間ｔＴＨ経過して地点ＰＲＥＳＥＴを通過するまで、窓部１０２の光の透過率を低くしておく。当該構成とすることで、乗員の目を明暗の変化に順応させることができる。そのため、乗員が感じる眩しさを低減することができる。地点ＰＲＥＳＥＴは、移動体１００の窓部１０２の光の透過率が元の状態に戻る地点である。
【００９６】図９（Ａ）には、図５（Ａ）と同様に、図６乃至図８で説明した自動車である移動体１００を図示している。図９（Ａ）では、図示する移動体１００の窓部１０２において、外部から窓部１０２を通って入射される光ＬＯＵＴと、窓部１０２を通って内部に入射される光ＬＩＮを図示している。
【００９７】図９（Ｂ）には、図６乃至図８で説明した開始位置ＰＳＴＡＲＴ、地点ＰＴＨ、ＰＦＲＡＧ、および地点ＰＲＥＳＥＴを横軸に配置し、縦軸に窓部１０２の光の透過率の変化を可視化したグラフを示している。また、図９（Ｃ）には、図９（Ｂ）と同様に、図６乃至図８で説明した開始位置ＰＳＴＡＲＴ、地点ＰＴＨ、ＰＦＲＡＧ、および地点ＰＲＥＳＥＴを横軸に配置し、図９（Ａ）に示す光ＬＯＵＴおよび光ＬＩＮの強度を縦軸にしたグラフを示している。
【００９８】図９（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、窓部１０２における光の透過率を、地点ＰＴＨを通って地点ＰＦＲＡＧに近づくにつれて、低下させる。すると、光ＬＩＮの強度は、ＬＯＵＴの強度と同程度だった状態から徐々に小さくなる。つまり、移動体１００の内側では、徐々に照度が低下する。
【００９９】図９（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、光ＬＯＵＴの強度は、地点ＰＦＲＡＧを通ると急速に大きくなる。光ＬＩＮの強度も大きくなる。本発明の一態様の構成では、地点ＰＦＲＡＧに近づくまでに人間の目が明暗に順応する期間をかけて、光ＬＩＮの強度を予め小さくしている。そのため、地点ＰＦＲＡＧを通ることで急速に高くなる光ＬＩＮの強度の変化の度合いを小さくすることができる。
【０１００】図９（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、地点ＰＦＲＡＧを通った後は地点ＰＲＥＳＥＴを通るまで窓部１０２における光の透過率を段階的に高くする。したがって、明暗の差に慣れるのに時間がかかる場合であっても乗員が感じる眩しさを低減できる。
【０１０１】なお曇天時のように、光源１２２と光源１２３の光の強度の差が小さい場合、人間の目が明暗に順応する時間ｔＴＨが短くなる。この場合について、図９（Ｂ）、（Ｃ）と同様のグラフを、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示す。
【０１０２】時間ｔＴＨが短くなるため、図１０（Ａ）に示すように、地点ＰＦＲＡＧと地点ＰＦＲＡＧとの距離が縮まる。窓部１０２における光の透過率を短い期間で高くすることができる。また図１０（Ｂ）に示すように、光ＬＯＵＴの強度が低下するため、その分の光ＬＩＮの強度の変化の度合いを小さくすることができる。明暗の差に慣れるのに時間を明るさの度合いの変化に応じて切り替えることで、短い期間での光の透過率の変化で、乗員が感じる眩しさを低減できる。
【０１０３】＜適用例３＞
本発明の一態様である、図１（Ａ）、（Ｂ）で上述した移動体および防眩システムについて、上述の＜適用例１＞、＜適用例２＞とは異なる例を示す。
【０１０４】図１１は、夜間において、自動車である移動体がトンネルの入り口に近づいていく様子を示している。図１１では、光源１２４を図示している。適用例３においても、＜適用例１＞、＜適用例２＞と同様に明暗の変化する地点、および移動体の移動速度をもとに、目の順応する時間に応じて段階的に窓部の光の透過率を変化させることで、乗員が感じる眩しさを低減できる。
【０１０５】＜判定回路＞
本発明の一態様である、上記説明した移動体および防眩システムにおける、判定回路１１１に与える複数の信号について、ブロック図を参照して説明する。
【０１０６】図１２は、移動体および防眩システムのブロック図である。移動体１００は、図１（Ａ）で示した制御回路１０１および窓部１０２の他、センサ１０３で構成される防眩システムを有する。移動体１００は、イメージセンサ１０４およびサーバ１１８との間で必要なデータの入出力を行う。制御回路１０１は、図１（Ａ）で示した判定回路１１１、記憶回路１１２、検出回路１１３、および演算回路１１４の他、アンテナ１１５、記憶回路１１６、およびＧＰＳ１１７を有する。
【０１０７】判定回路１１１は、センサ１０３、イメージセンサ１０４、記憶回路１１６、ＧＰＳ１１７およびサーバ１１８等から必要な情報を受け取り、マイクロコンピュータ等の信号処理回路で信号処理を行い、信号ＳＦＬＡＧを出力する。
【０１０８】判定回路１１１は、信号ＳＦＬＡＧを得るため、アンテナ１１５を介してサーバ１１８等から必要な情報を取得する。情報の例としては、トンネルの位置情報、および現在位置から目的地までの距離を算出するための地図情報がある。判定回路１１１は、地図情報に基づいて明暗の変化による眩しさを乗員が感じる地点を予測し、信号ＳＦＬＡＧを出力する。
【０１０９】判定回路１１１は、信号ＳＦＬＡＧを得るため、イメージセンサ１０４から画像信号を得ることができる。判定回路１１１は、撮像によって得られた画像信号を画像処理することで明暗の変化による眩しさを乗員が感じる地点を予測し、信号ＳＦＬＡＧを出力する。
【０１１０】判定回路１１１は、信号ＳＦＬＡＧを得るため、記憶回路１１６から必要な情報を取得することができる。情報の例としては、トンネルの位置情報、および現在位置から目的地までの距離を算出するための地図情報がある。地図情報は、サーバ１１８から取得し、記憶回路１１６に記憶したデータでもよい。判定回路１１１は、地図情報に基づいて明暗の変化による眩しさを乗員が感じる地点を予測し、信号ＳＦＬＡＧを出力する。
【０１１１】判定回路１１１は、信号ＳＦＬＡＧを得るため、ＧＰＳ１１７から必要な情報を取得することができる。情報の例としては、移動体１００の現在の位置情報がある。判定回路１１１は、地図情報および移動体１００の現在の位置情報に基づいて明暗の変化による眩しさを乗員が感じる地点までの距離の情報を、信号ＳＦＬＡＧとして出力する。
【０１１２】＜窓部の構成例＞
窓部１０２に適用可能な構成について説明する。図１３（Ａ）には、窓部１０２に適用可能な液晶パネル２００を図示している。
【０１１３】図１３（Ａ）の液晶パネル２００は、基板２０１Ａ、基板２０１Ｂおよび液晶２０２を有する。基板２０１Ａ、および基板２０１Ｂは電極を備え、液晶に印加する電界を制御し、光の透過率を制御することができる。
【０１１４】液晶の駆動方法としては、例えば、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＶＡモード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＭＶＡモード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＩＰＳモード、ＦＦＳモード、またはＴＢＡ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｂｅｎｄ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードなどを用いてもよい。また、液晶の駆動方法としては、上述した駆動方法の他、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＰＤＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＰＮＬＣ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ゲストホストモードなどがある。
【０１１５】液晶には、電圧が０である時に光の透過率が小さくなるノーマリーブラック型と、電圧が０である時に光の透過率が大きくなるノーマリーホワイト型がある。ノーマリーブラック型の液晶パネルとする場合には、ＶＡモードまたはＩＰＳモードの液晶を用いればよい。ノーマリーホワイト型の液晶パネルとする場合には、ＴＮモードまたはＯＣＢモードの液晶を用いればよい。
【０１１６】液晶は、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶等を用いることができる。これらの液晶材料は、条件により、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。
【０１１７】また、配向膜を用いないブルー相（Ｂｌｕｅ  Ｐｈａｓｅ）を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために５重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を液晶層に用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が１ｍｓｅｃ以下と短く、光学的等方性であるため配向処理が不要であり、かつ、視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となるため、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができる。
【０１１８】図１３（Ｂ）の液晶パネル２００は、基板２０１Ａ、基板２０１Ｂおよび液晶２０２の他、偏光板２０３Ａ、偏光板２０３Ｂを有する。
【０１１９】液晶パネルは、液晶を複数の層に有する構成でもよい。図１３（Ｃ）の液晶パネル２００は、基板２０１Ａ、基板２０１Ｂおよび液晶２０２の他、基板２０１Ｃ、液晶２０２Ｂを有する。当該構成とすることで液晶を有する層ごとに個別に制御できるため、光の透過率の複雑な制御を実現できる。
【０１２０】図１４（Ａ）には、移動体１００を上方からみた図を示す。図１４（Ａ）では、移動体１００の窓部として、フロントガラス２１１、フロントドアガラス２１２、リアドアガラス２１３、およびリアガラス２１４を図示している。図１３（Ａ）、（Ｂ）で説明した液晶パネル２００は、少なくともフロントガラス２１１に適用することができる。または、本発明の一態様は、窓部に限らず、サンバイザー等に適用してもよい。
【０１２１】図１４（Ｂ）には、図１４（Ａ）と同様に、移動体１００を上方からみた図を示す。上述したように液晶パネル２００の液晶は、ノーマリーホワイト型の液晶、またはノーマリーブラック型の液晶を用いることができる。図１４（Ｂ）において、ノーマリーホワイト型の液晶を有する液晶パネルをフロントガラス２１１Ｗおよびフロントドアガラス２１２Ｗに用い、ノーマリーブラック型の液晶を有する液晶パネルをリアドアガラス２１３Ｂおよびリアガラス２１４Ｂに用いる例を図示している。
【０１２２】図１４（Ｂ）の構成とすることで、電圧を印加していない状態で後方座席の窓部の光を非透過とすることができ、乗員のプライバシーを確保することができる。また、図１４（Ｂ）の構成とすることで、前方の座席の窓部の光を透過とすることができ、電気的な制御が難しい状態となっても光の透過性を確保することができる。
【０１２３】図１５（Ａ）には、図１３（Ａ）、（Ｂ）で説明した液晶パネル２００をフロントガラス２１１にパネル状に適用した際の模式図を示す。図１５（Ａ）に示すように、フロントガラス２１１に液晶パネル２００が敷き詰められている。
【０１２４】図１５（Ａ）の構成とすることで、図１５（Ｂ）に液晶パネル２００Ａ、液晶パネル２００Ｂ、および液晶パネル２００Ｃとして図示するように、光の透過率をそれぞれの液晶パネルで異ならせる制御をすることができる。当該構成とすることで、例えば光源と乗員の目との間にある液晶パネルのみの光の透過率を制御する構成とすることができる。
【０１２５】＜照度センサ＞
センサ１０３の取付位置について説明する。
【０１２６】移動体１００内のセンサ１０３Ａの取付位置は、窓部の内側とする。例えば、図１６（Ａ）に図示するセンサ１０３のように、ダッシュボード上に設ければよい。
【０１２７】移動体１００内のセンサ１０３の取付位置は、乗員の目のある顔周辺にあることが好ましい。一例としては図１６（Ｂ）に図示するセンサ１０３Ｂのように、伸縮可能で透明なサンバイザー２０４を乗員の顔面付近に配置し、サンバイザー２０４にセンサ１０３Ｂを設ける構成としてもよい。
【０１２８】＜イメージセンサの取付位置＞
イメージセンサ１０４の取付位置について説明する。なおイメージセンサ１０４は２以上並べて取り付けることで、対象物との距離に関する情報も得られるため好ましい。
【０１２９】移動体１００におけるイメージセンサ１０４の取付位置は、図１７（Ａ）に図示するイメージセンサ１０４Ｌ、１０４Ｒのように、フロントバンパーに装着することができる。または移動体１００におけるイメージセンサ１０４の取付位置は、図１７（Ｂ）に図示するイメージセンサ１０４Ｌ、１０４Ｒのように、サイドミラーに装着することができる。移動体１００におけるイメージセンサ１０４の取付位置は、図１７（Ｃ）に図示するイメージセンサ１０４Ｌ、１０４Ｒのように、ルーフに装着することができる。
【０１３０】＜イメージセンサの構成例＞
イメージセンサの構成について説明する。
【０１３１】イメージセンサは、光電変換素子と、トランジスタとを有する。光電変換素子およびトランジスタを３次元的に集積化する構成とし、それぞれに適した材料を用いて製造工程を行うことで、より高機能のイメージセンサを作製することができる。
【０１３２】図１８（Ａ）は、イメージセンサが有する画素２０の断面図であり、３画素分（画素２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）の構成を表している。
【０１３３】図１８（Ｂ）は画素２０の回路図である。なお、以下の説明では、トランジスタがｎ−ｃｈ型である場合の例を示すが、これに限定されず、一部のトランジスタをｐ−ｃｈ型トランジスタに置き換えてもよい。
【０１３４】図１８（Ｂ）に示すように、光電変換素子ＰＤの一方の電極は、トランジスタ４１のソースまたはドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタ４１のソースまたはドレインの他方は、トランジスタ４２のソースまたはドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタ４１のソースまたはドレインの他方は、トランジスタ４３のゲートに電気的に接続される。トランジスタ４３のソースまたはドレインの一方は、トランジスタ４４のソースまたはドレインの一方と電気的に接続される。
【０１３５】ここで、トランジスタ４１のソースまたはドレインの他方、トランジスタ４２のソースまたはドレインの一方、トランジスタ４３のゲートが接続されるノードＦＤを電荷蓄積部とする。なお、図１９（Ａ）に示すように、ノードＦＤに容量素子が接続される構成であってもよい。
【０１３６】光電変換素子ＰＤの他方の電極は、配線７１（ＶＰＤ）に電気的に接続される。トランジスタ４２のソースまたはドレインの他方は、配線７２（ＶＲＳ）に電気的に接続される。トランジスタ４３のソースまたはドレインの他方は、配線７３（ＶＰＩ）に電気的に接続される。トランジスタ４４のソースまたはドレインの他方は、配線９１（ＯＵＴ１）に電気的に接続される。
【０１３７】なお、トランジスタおよび光電変換素子などの要素と、配線との接続形態は一例であり、それぞれの要素が異なる配線と電気的に接続される場合や、複数の要素が同一の配線に電気的に接続される場合もある。
【０１３８】配線７１（ＶＰＤ）、配線７２（ＶＲＳ）および配線７３（ＶＰＩ）は、電源線としての機能を有することができる。例えば、配線７１（ＶＰＤ）は、低電位電源線として機能させることができる。配線７２（ＶＲＳ）および配線７３（ＶＰＩ）は、高電位電源線として機能させることができる。
【０１３９】トランジスタ４１のゲートは、配線６１（ＴＸ）と電気的に接続される。トランジスタ４２のゲートは、配線６２（ＲＳ）と電気的に接続される。トランジスタ４４のゲートは、配線６３（ＳＥ）と電気的に接続される。
【０１４０】配線６１（ＴＸ）、配線６２（ＲＳ）および配線６３（ＳＥ）は、それぞれが接続されるトランジスタの導通を制御する信号線として機能させることができる。
【０１４１】トランジスタ４１は、光電変換素子ＰＤのカソードの電位をノードＦＤに転送するためのトランジスタとして機能させることができる。トランジスタ４２は、ノードＦＤの電位をリセットするためのトランジスタとして機能させることができる。トランジスタ４３は、ノードＦＤの電位に対応した出力を行うためのトランジスタとして機能させることができる。トランジスタ４４は、画素２０を選択するためのトランジスタとして機能させることができる。
【０１４２】なお、上述した画素２０の構成は一例であり、一部の回路、一部のトランジスタ、一部の容量素子、または一部の配線等が含まれない場合もある。または、上述した構成に含まれない回路、トランジスタ、容量素子、配線等が含まれる場合もある。また、一部の配線の接続形態が上述した構成とは異なる場合もある。
【０１４３】図１８（Ａ）に示すように、画素２０は、層１１００、層１２００および層１３００を有する構成とすることができる。例えば、層１１００は、画素回路を構成するトランジスタ４１乃至４４などを有することができる。層１２００は、光電変換素子ＰＤなどを有することができる。層１３００はカラーフィルタおよびマイクロレンズアレイなどを有することができる。
【０１４４】なお断面図において、各層には保護膜、層間絶縁膜または平坦化膜としての機能を有する絶縁層８１ａ乃至８１ｅ等が設けられる。例えば、絶縁層８１ａ乃至８１ｅは、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などで成膜する酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜などの無機絶縁膜を用いることができる。または、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂などの有機絶縁膜などを用いてもよい。絶縁層８１ａ乃至８１ｅ等の上面は、必要に応じてＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法等で平坦化処理を行ってもよい。
【０１４５】層１１００に設けるトランジスタ４１乃至４４には、酸化物半導体をチャネル形成領域に用いたトランジスタ（以下、ＯＳトランジスタ）を用いることが好ましい。ＯＳトランジスタはシリコンをチャネル形成領域に用いたトランジスタ（以下、Ｓｉトランジスタ）よりもオフ電流が小さい。したがって、回路構成や動作方法を複雑にすることなく、全画素で同時に電荷の蓄積動作を行うグローバルシャッタ方式を適用することができる。なお、本発明の一態様の撮像装置は、ローリングシャッタ方式で動作させることもできる。
【０１４６】ＯＳトランジスタは、Ｓｉトランジスタよりも電気特性変動の温度依存性が小さいため、極めて広い温度範囲で使用することができる。したがって、ＯＳトランジスタを有する撮像装置および半導体装置は、自動車、航空機、宇宙機などへの搭載にも適している。
【０１４７】図１８（Ａ）は、トップゲート型のＯＳトランジスタを用いた例であり、トランジスタ４１を例示している。ＯＳトランジスタは、層１２００上に形成された絶縁層（絶縁層８１ｄ）上に設けられ、酸化物半導体層１３０と、ソース電極またはドレイン電極として機能する１４０と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層１６０と、ゲート電極として機能する導電層１７０を有する。なお、絶縁層８１ｃはバックゲート側のゲート絶縁層としての機能を有することもできる。
【０１４８】図１８（Ａ）では、トランジスタ４１にバックゲート電極として機能する導電層１７３を設ける構成を例示している。画素回路に設けるＯＳトランジスタをトップゲート型トランジスタとする場合は、層１２００側を透過した光が層１１００に入射することがあるため、バックゲート電極を設けて遮光する構成とすることが好ましい。ただし、層１２００の厚さが十分にあり、光の透過量が許容範囲であれば、バックゲート電極を設けない構成とすることもできる。または、遮光層などが別途設けられている場合もバックゲート電極を設けない構成とすることもできる。
【０１４９】層１２００に設ける光電変換素子ＰＤには、単結晶シリコン基板に設けたフォトダイオードを用いることができる。当該フォトダイオードは、光電変換特性に優れている。また、母材の単結晶シリコン基板が光電変換層として機能するため、比較的簡易に製造することができる。単結晶シリコン基板は必要に応じて研磨し、例えば３乃至３０μｍの厚さとすればよい。
【０１５０】なお、図１８（Ａ）ではｐｎ接合型フォトダイオードを例示しており、図１８（Ｂ）に示す回路図に従って、領域５１０をカソード（ｎ型領域）、領域５２０をアノード（ｐ型領域）とすることができる。例えば、ｐ型の単結晶シリコン基板を用い、領域５１０にリンなどのドーパントを添加することでｎ型化すればよい。
【０１５１】また、画素２０は図１９（Ｂ）に示すように、図１８（Ｂ）とは光電変換素子ＰＤの向きが逆であってもよい。この場合は、領域５１０をアノード（ｐ型領域）、領域５２０カソード（ｎ型領域）をとすることができる。例えば、ｎ型の単結晶シリコン基板を用い、領域５１０にホウ素などのドーパントを添加することでｐ型化すればよい。
【０１５２】また、層１２００に設けるフォトダイオードは、図２０（Ａ）に示すように領域５１０と絶縁層８１ｄとの間の一部に領域５１０とは逆の導電型を有する領域５３０を設けてもよい。なお、図２０（Ｂ）に示すように領域５１０と絶縁層８１ｄとの間の全域に領域５３０が設けられていてもよい。このような構成とすることで、フォトダイオードが埋め込み型となるため、シリコンと絶縁層の界面で発生するノイズを抑えることができる。
【０１５３】また、層１２００に設けるフォトダイオードは、図２０（Ｃ）に示すように画素間に隔壁を設ける構成としてもよい。当該隔壁は、画素間に溝を形成し、絶縁層８１ｅで当該溝を充填するように形成すればよい。このような構成とすることで、斜め方向から入射される光（迷光）の侵入を防止することができる。
【０１５４】なお、隔壁としては、シリコンよりも屈折率の低い材料を用いることが好ましい。例えば、絶縁層８１ｅには前述した材料を用いればよい。または、光を吸収しやすい材料を用いて隔壁を形成してもよい。例えば、カーボンブラックなどのカーボン系黒色顔料、チタンブラックなどのチタン系黒色顔料、鉄の酸化物、銅およびクロムの複合酸化物、銅、クロムおよび亜鉛の複合酸化物、などの材料が添加された樹脂などを用いることもできる。
【０１５５】また、層１２００に設けるフォトダイオードは、図２０（Ｄ）に示すように領域５２０と絶縁層８１ｅとの間に領域５２０と同じ導電型で領域５２０よりもドーパント濃度の高い領域５４０を設けてもよい。このような構成とすることで、キャリアを効率良く収集することができる。
【０１５６】また、層１２００に設けるフォトダイオードは、図２０（Ｅ）に示すように領域５３０と隣接して領域５４０を設けてもよい。このような構成とすることで、フォトダイオードと接続する配線を一方の面に集約することができる。
【０１５７】なお、図１８（Ａ）、図２０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の構成では、複数の画素毎に領域５２０と配線７１が電気的に接続する構成とすればよい。また、図２０（Ｄ）の構成では、複数の画素毎に領域５４０と配線７１が領域５４５を介して電気的に接続する構成とすればよい。なお、領域５４５は領域５４０と同様に領域５２０と同じ導電型で領域５２０よりもドーパント濃度の高い領域である。また、図２０（Ｅ）の構成では、各領域５４０が配線７１と電気的に接続する構成とすればよい。
【０１５８】本発明の一態様の撮像装置では、図１８（Ａ）に示すように、トランジスタ４１のソースまたはドレインの一方と光電変換素子ＰＤの一方の電極との電気的な接続は、導電体８２を介して行う。導電体８２は、絶縁層８１ｂ、導電層１４０、酸化物半導体層１３０、絶縁層８１ｃおよび絶縁層８１ｄを貫通するように設けられる。
【０１５９】このような構成とすることで、複数の導電体８２、および接続配線などを用いたブリッジ接続を行うことなく上記電気的な接続を得ることができ、工程を簡略化することができる。また、トランジスタ４１の形成前に絶縁層８１ｃ、８１ｄなどに開口部を設ける必要がなく、段差などの形状に起因した工程不良の発生を抑えることができる。
【０１６０】なお、導電体８２と光電変換素子ＰＤの一方の電極との電気的な接続は、図２１（Ａ）に示すように導電層５５０を介して行ってもよい。導電層５５０には、例えばＷ、Ｔａ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、ＳＵＳ、Ｐｄなどの金属層を用いることができる。導電層５５０は、光電変換素子ＰＤの電極として作用するほか、導電体８２を設ける貫通口を形成する際のエッチングストッパーとしても作用する。また、トランジスタに対する遮光層、および光電変換素子ＰＤの反射電極としても作用する。
【０１６１】また、導電体８２は、図２１（Ｂ）に示すように導電層１４０および酸化物半導体層１３０を貫通せず、導電層１４０の上面および側面、ならびに酸化物半導体層１３０の側面と接することで電気的な接続を得てもよい。導電層１４０には、主に難エッチング材料である金属層が用いられるため、このような構成とすることで貫通口を形成する際のエッチング工程の負荷を低減することができる。
【０１６２】また、図２１（Ｃ）に示すように、光電変換素子ＰＤの一方の電極と電気的な接続を有する導電層５６０と導電体８２が電気的な接続を有する構成としてもよい。導電層５６０は、絶縁層８１ｄに開口部を設けた後、導電層１７３と同一の工程で形成すればよい。導電層５６０は、導電体８２を設ける貫通口を形成する際のエッチングストッパーとして作用する。
【０１６３】層１３００には、遮光層１５３０、光学変換層１５５０ａ、１５５０ｂ、１５５０ｃ、マイクロレンズアレイ１５４０などを設けることができる。
【０１６４】層１２００と接する領域には、絶縁層８１ｅが形成される。絶縁層８１ｅは可視光に対して透光性の高い酸化シリコン膜などを用いることができる。また、パッシベーション膜として窒化シリコン膜を積層する構成としてもよい。また、反射防止膜として、酸化ハフニウムなどの誘電体膜を積層する構成としてもよい。
【０１６５】絶縁層８１上には遮光層１５３０を設けることができる。遮光層１５３０は隣り合う画素の境に配置され、斜め方向から侵入する迷光を遮蔽する機能を有する。遮光層１５３０には、アルミニウム、タングステンなどの金属層や当該金属層と反射防止膜としての機能を有する誘電体膜を積層する構成とすることができる。
【０１６６】絶縁層８１および遮光層１５３０上には光学変換層１５５０ａ、１５５０ｂ、１５５０ｃを設けることができる。例えば、光学変換層１５５０ａ、１５５０ｂ、１５５０ｃに、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｙ（黄）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）などのカラーフィルタを割り当てることにより、カラー画像を得ることができる。
【０１６７】なお、光学変換層に可視光線の波長以下の光を遮るフィルタを用いれば赤外線撮像装置とすることができる。また、光学変換層に近赤外線の波長以下の光を遮るフィルタを用いれば遠赤外線撮像装置とすることができる。また、光学変換層に可視光線の波長以上の光を遮るフィルタを用いれば紫外線撮像装置とすることができる。
【０１６８】光学変換層１５５０ａ、１５５０ｂ、１５５０ｃ上には、マイクロレンズアレイ１５４０を設けることができる。マイクロレンズアレイ１５４０が有する個々のレンズを通る光が直下の光学変換層１５５０ａ、１５５０ｂ、１５５０ｃを通り、光電変換素子ＰＤに照射されるようになる。
【０１６９】図２２（Ａ）は、本発明の一態様の撮像素子１１のブロック図である。撮像素子１１は、画素アレイ２１と、列ドライバ２３と、行ドライバ２４と、アナログスイッチ２５と、電流源回路２６と、端子３０を有することができる。
【０１７０】画素アレイ２１は、マトリクス状に配列された画素２０と、各種配線を有している。図２２（Ａ）では、配線６３（ＳＥ）と、配線９１（ＯＵＴ１）を図示しているが、その他の配線は省略している。
【０１７１】列ドライバ２３および行ドライバ２４はシフトレジスタ回路で構成が可能であり、単極性のＯＳトランジスタのみで構成することができる。また、アナログスイッチ２５および電流源回路２６には、ＯＳトランジスタを用いることができる。つまり、層１１００には、画像データを外部に出力するための回路も設けることができる。
【０１７２】なお、図２２（Ａ）に示す構成において、配線９２（ＯＵＴ２）を介して端子３０に出力されるデータはアナログデータである。当該アナログデータをデジタルデータに変換するためには撮像素子１１の外部に設けられたＡ／Ｄコンバータに当該アナログデータを出力する。
【０１７３】図２２（Ｂ）は、Ａ／Ｄコンバータ１２の一例を示すブロック図である。Ａ／Ｄコンバータ１２は、コンパレータ２８、カウンター回路２９等を有することができ、配線９３に複数ビットのデジタルデータを出力することができる。
【０１７４】コンパレータ２８では、端子３０から端子３１に入力される信号電位と、上昇または下降するように掃引される基準電位（ＶＲＥＦ）とが比較される。そして、コンパレータ２８の出力に応じてカウンター回路２９が動作し、配線９３（ＯＵＴ３）にデジタル信号が出力される。
【０１７５】ここで、Ａ／Ｄコンバータ１２は、高速動作および省電力化のため、ＣＭＯＳ回路を構成できるＳｉトランジスタで形成することが好ましい。
【０１７６】撮像素子１１とＡ／Ｄコンバータ１２との接続は、例えば、図２２（Ｃ）に示すように、端子３０と端子３１とをワイヤボンディング法などを用いてワイヤ３２で接続すればよい。
【０１７７】また、画素２０に用いるトランジスタは、図２３（Ａ）に示すように、トランジスタ４１乃至４４にバックゲートを設けた回路構成であってもよい。図２３（Ａ）はバックゲートに定電位を印加する構成であり、しきい値電圧を制御することができる。
【０１７８】それぞれのバックゲートに接続される配線７５乃至７８には、個別に異なる電位を供給することができる。または、図２３（Ｂ）に示すように、トランジスタ４１およびトランジスタ４２が有するバックゲートに接続される配線は電気的に接続されていてもよい。また、トランジスタ４３およびトランジスタ４４が有するバックゲートに接続される配線は電気的に接続されていてもよい。
【０１７９】ｎ−ｃｈ型のトランジスタでは、バックゲートにソース電位よりも低い電位を印加すると、しきい値電圧はプラス方向にシフトする。逆に、バックゲートにソース電位よりも高い電位を印加すると、しきい値電圧はマイナス方向にシフトする。したがって、予め定められたゲート電圧で各トランジスタのオン、オフを制御する場合、バックゲートにソース電位よりも低い電位を印加すると、オフ電流を小さくすることができる。また、バックゲートにソース電位よりも高い電位を印加すると、オン電流を小さくすることができる。
【０１８０】図１８（Ｂ）、図１９（Ａ）、（Ｂ）、図２３（Ａ）、（Ｂ）に示す回路では、ノードＦＤの電位保持能力が高いことが望まれるため、前述したようにトランジスタ４１、４２にはオフ電流の低いＯＳトランジスタを用いることが好ましい。トランジスタ４１、４２のバックゲートにソース電位よりも低い電位を印加することで、オフ電流をより小さくすることができる。したがって、ノードＦＤの電位保持能力を高めることができる。
【０１８１】また、前述したように、トランジスタ４３、４４にはオン電流の高いトランジスタを用いることが好ましい。トランジスタ４３、４４のバックゲートにソース電位よりも高い電位を印加することで、オン電流をより大きくすることができる。したがって、配線９１（ＯＵＴ１）に出力される読み出し電位を速やかに確定することができる、すなわち、高い周波数で動作させることができる。
【０１８２】なお、トランジスタ４４は、図２３（Ｃ）に示すようにフロントゲートと同じ電位がバックゲートに印加される構成であってもよい。
【０１８３】また、撮像装置の内部では、各電源電位の他、信号電位および上記バックゲートに印加する電位など、複数の電位を用いる。撮像装置の外部から複数の電位を供給すると、端子数などが増加するため、撮像装置の内部で複数の電位を生成する電源回路を有していることが好ましい。
【０１８４】図２４に示すタイミングチャートを用いて、図２３（Ａ）に示す画素回路の動作を説明する。タイミングチャートにおいて、“Ｖ１”は基準電位よりも高い電位であり、例えば高電源電位（ＶＤＤ）とすることができる。“Ｖ０”は基準電位、すなわちソース電位であり、例えば、０Ｖ、ＧＮＤ電位または低電源電位（ＶＳＳ）とすることができる。
【０１８５】まず、時刻Ｔ１において、配線７５（ＲＳ）および配線６１（ＴＸ）の電位を“Ｖ１”とすると、トランジスタ４１、４２が導通し、ノードＦＤはリセット電位（例えばＶＤＤ）にリセットされる（リセット動作）。このとき、配線７５および配線７６を“Ｖ０”より高い電位（＞“Ｖ０”）とすることで、トランジスタ４１、４２のオン電流が高められ、速やかにリセット動作を行うことができる。
【０１８６】時刻Ｔ２に配線７５（ＲＳ）の電位を“Ｖ０”とすると、トランジスタ４２が非導通となり、リセット動作が終了して蓄積動作が開始される。このとき、配線７６を“Ｖ０”より低い電位とすることで、トランジスタ４２のオフ電流を低くすることができ、リーク電流によるノードＦＤへの電荷の供給を防止することができる。なお、時刻Ｔ２において、配線７５の電位を“Ｖ０”としてもよい。
【０１８７】時刻Ｔ３に配線６１（ＴＸ）の電位を“Ｖ０”とすると、トランジスタ４１が非導通となり、ノードＦＤの電位が確定して保持される（保持動作）。このとき、配線７５を“Ｖ０”より低い電位（＜“Ｖ０”）とすることで、トランジスタ４１のオフ電流を低くすることができ、リーク電流によるノードＦＤから電荷の流出を防止することができる。
【０１８８】時刻Ｔ４に配線６３（ＳＥ）の電位を“Ｖ１”とすると、トランジスタ４４が導通し、トランジスタ４３に流れる電流に従って配線９１（ＯＵＴ１）の電位が変化する（読み出し動作）。このとき、配線７７および配線７８を“Ｖ０”より高い電位（＞“Ｖ０”）とすることで、トランジスタ４３、４４のオン電流が高められ、速やかに配線９１（ＯＵＴ１）の電位の確定することができる。
【０１８９】時刻Ｔ５に配線６３（ＳＥ）の電位を“Ｖ０”とすると、トランジスタ４４が非導通となり、読み出し動作が完了する。なお、読み出し動作が終了するまで、ノードＦＤの電位が変化しないように配線７５、７６の電位を“Ｖ０”より低い電位（＜“Ｖ０”）に保持しておくことが好ましい。なお、上記説明において、配線７６は配線７５と同じタイミングで電位を変化させてもよい。
【０１９０】以上により、ノードＦＤの電位に従った信号を読み出すことができる。なお、図１８（Ｂ）に示す画素２０は、図２４に示すタイミングチャートの配線７５乃至７８の制御を省いて動作させればよい。図２３（Ｂ）に示す画素２０は、図２４に示すタイミングチャートの配線７６、７８の制御を省いて動作させればよい。
【０１９１】また、本発明の一態様の画素回路は、図２５（Ａ）、（Ｂ）に示すように複数の画素でトランジスタを共有する構成としてもよい。
【０１９２】図２５（Ａ）に示すトランジスタ共有型の画素は、画素２０ｈ乃至２０ｋはそれぞれ光電変換素子ＰＤおよびトランジスタ４１を個別に有し、トランジスタ４２、４３、４４および容量素子Ｃ１を共有している構成である。画素２０ｈ乃至２０ｋが有するトランジスタ４１のそれぞれは、配線６１ａ至６１ｄで動作が制御される。当該構成では、画素ごとにリセット動作、蓄積動作、保持動作、読み出し動作を順次行うことができ、主にローリングシャッタ方式を用いた撮像に適している。
【０１９３】図２５（Ｂ）に示すトランジスタ共有型の画素は、画素２０ｈ乃至２０ｋはそれぞれ光電変換素子ＰＤおよびトランジスタ４１、４５を個別に有し、トランジスタ４２、４３、４４および容量素子Ｃ１を共有している構成である。配線６５（ＧＰＤ）の電位により動作が制御されるトランジスタ４５を光電変換素子ＰＤと配線７１（ＶＰＤ）との間に設けることで、光電変換素子ＰＤのカソードに電位を保持することができる。したがって、全ての画素で同時にリセット動作、蓄積動作、保持動作を順次行い、画素ごとに読み出し動作を行うグローバルシャッタ方式を用いた撮像に適している。
【０１９４】図２５（Ａ）、（Ｂ）に示す画素回路は、配線９１（ＯＵＴ１）が延在する方向（以下、垂直方向）に並んだ複数の画素（画素２０ｈ、２０ｉ、２０ｊ、２０ｋ）でトランジスタを共有する構成を示しているが、配線６４（ＳＥ）が延在する方向（以下、水平方向）に並んだ複数の画素でトランジスタを共有する構成であってもよい。または、水平垂直方向に並んだ複数の画素でトランジスタを共有する構成であってもよい。
【０１９５】また、トランジスタを共有する画素数は４画素に限らず、２画素、３画素、または５画素以上であってもよい。
【０１９６】図２５（Ａ）、（Ｂ）においては、図１８（Ｂ）に示す配線７２（ＶＲＳ）と配線７３（ＶＰＩ）とを統合して、配線７２（ＶＲＳ）を省く構成を示しているが、配線７２（ＶＲＳ）を有する構成であってもよい。また、容量素子Ｃ１の他方の電極は、配線７３（ＶＰＩ）と接続する例を示しているが、配線７１（ＶＰＤ）と接続してもよい。
【０１９７】＜移動体の例＞
移動体の例について説明する。
【０１９８】本発明の一態様に係る移動体および防眩システムは、明暗の差が大きい地点を通過する移動体に用いることができる。これら移動体の具体例を図２６（Ａ）乃至（Ｅ）に示す。
【０１９９】図２６（Ａ）は自動車３０１である。自動車３０１は、窓部３１１を有する。本発明の一態様に係る移動体および防眩システムは、窓部３１１を有する自動車３０１に用いることができる。当該構成によって、明暗の差に慣れるのに時間がかかる場合であっても乗員が感じる眩しさを低減できる、新規な自動車３０１とすることができる。
【０２００】図２６（Ｂ）はバス３０２である。バス３０２は、窓部３１１を有する。本発明の一態様に係る移動体および防眩システムは、窓部３１１を有するバス３０２に用いることができる。当該構成によって、明暗の差に慣れるのに時間がかかる場合であっても乗員が感じる眩しさを低減できる、新規なバス３０２とすることができる。
【０２０１】図２６（Ｃ）は電車３０３である。電車３０３は、窓部３１１を有する。本発明の一態様に係る移動体および防眩システムは、窓部３１１を有する電車３０３に用いることができる。当該構成によって、明暗の差に慣れるのに時間がかかる場合であっても乗員が感じる眩しさを低減できる、新規な電車３０３とすることができる。
【０２０２】図２６（Ｄ）は飛行機３０４である。飛行機３０４は、窓部３１１を有する。本発明の一態様に係る移動体および防眩システムは、窓部３１１を有する飛行機３０４に用いることができる。当該構成によって、明暗の差に慣れるのに時間がかかる場合であっても乗員が感じる眩しさを低減できる、新規な飛行機３０４とすることができる。
【０２０３】図２６（Ｅ）はヘルメット３０５である。ヘルメット３０５は、移動体である自動二輪車等を運転する際、乗員が安全のため装着する。ヘルメット３０５は、窓部３１１を有する。本発明の一態様に係る移動体および防眩システムは、窓部３１１を有するヘルメット３０５に用いることができる。当該構成によって、明暗の差に慣れるのに時間がかかる場合であっても乗員が感じる眩しさを低減できる、新規なヘルメット３０５とすることができる。なおヘルメットに限らず、眼鏡型の装着具であれば、他の構成であってもよい。
【０２０４】＜本明細書等の記載に関する付記＞
以上の各構成の説明について、以下に付記する。
【０２０５】［図面を説明する記載］
本明細書等において、「上に」、「下に」などの配置を示す語句は、構成同士の位置関係を、図面を参照して説明するために、便宜上用いている。構成同士の位置関係は、各構成を描写する方向に応じて適宜変化する。そのため、配置を示す語句は、明細書で説明した記載に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。
【０２０６】また、「上」や「下」の用語は、構成要素の位置関係が直上または直下で、かつ、直接接していることを限定するものではない。例えば、「絶縁層Ａ上の電極Ｂ」の表現であれば、絶縁層Ａの上に電極Ｂが直接接して形成されている必要はなく、絶縁層Ａと電極Ｂとの間に他の構成要素を含むものを除外しない。
【０２０７】また本明細書等において、ブロック図では、構成要素を機能毎に分類し、互いに独立したブロックとして示している。しかしながら実際の回路等においては、構成要素を機能毎に切り分けることが難しく、一つの回路に複数の機能が係わる場合や、複数の回路にわたって一つの機能が関わる場合があり得る。そのため、ブロック図のブロックは、明細書で説明した構成要素に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。
【０２０８】また、図面において、大きさ、層の厚さ、または領域は、説明の便宜上任意の大きさに示したものである。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。なお図面は明確性を期すために模式的に示したものであり、図面に示す形状または値などに限定されない。例えば、ノイズによる信号、電圧、若しくは電流のばらつき、または、タイミングのずれによる信号、電圧、若しくは電流のばらつきなどを含むことが可能である。
【０２０９】また、図面において、上面図（平面図、レイアウト図ともいう）や斜視図などにおいて、図面の明確性を期すために、一部の構成要素の記載を省略している場合がある。
【０２１０】［言い換え可能な記載］
本明細書等において、トランジスタの接続関係を説明する際、ソースとドレインとの一方を、「ソースまたはドレインの一方」（または第１電極、または第１端子）と表記し、ソースとドレインとの他方を「ソースまたはドレインの他方」（または第２電極、または第２端子）と表記している。これは、トランジスタのソースとドレインは、トランジスタの構造または動作条件等によって変わるためである。なおトランジスタのソースとドレインの呼称については、ソース（ドレイン）端子や、ソース（ドレイン）電極等、状況に応じて適切に言い換えることができる。
【０２１１】また、本明細書等において「電極」や「配線」の用語は、これらの構成要素を機能的に限定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」や「配線」が一体となって形成されている場合なども含む。
【０２１２】また、本明細書等において、電圧と電位は、適宜言い換えることができる。電圧は、基準となる電位からの電位差のことであり、例えば基準となる電位をグラウンド電圧（接地電圧）とすると、電圧を電位に言い換えることができる。グラウンド電位は必ずしも０Ｖを意味するとは限らない。なお電位は相対的なものであり、基準となる電位によっては、配線等に与える電位を変化させる場合がある。
【０２１３】なお本明細書等において、「膜」、「層」などの語句は、場合によっては、または、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
【０２１４】［語句の定義］
以下では、上述の説明で言及しなかった語句の定義について説明する。
【０２１５】（スイッチ）
本明細書等において、スイッチとは、導通状態（オン状態）、または、非導通状態（オフ状態）になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有するものをいう。または、スイッチとは、電流を流す経路を選択して切り替える機能を有するものをいう。
【０２１６】一例としては、電気的スイッチまたは機械的なスイッチなどを用いることができる。つまり、スイッチは、電流を制御できるものであればよく、特定のものに限定されない。
【０２１７】電気的なスイッチの一例としては、トランジスタ（例えば、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳトランジスタなど）、ダイオード（例えば、ＰＮダイオード、ＰＩＮダイオード、ショットキーダイオード、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｍｅｔａｌ）ダイオード、ＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ダイオード、ダイオード接続のトランジスタなど）、またはこれらを組み合わせた論理回路などがある。
【０２１８】なお、スイッチとしてトランジスタを用いる場合、トランジスタの「導通状態」とは、トランジスタのソースとドレインが電気的に短絡されているとみなせる状態をいう。また、トランジスタの「非導通状態」とは、トランジスタのソースとドレインが電気的に遮断されているとみなせる状態をいう。なおトランジスタを単なるスイッチとして動作させる場合には、トランジスタの極性（導電型）は特に限定されない。
【０２１９】機械的なスイッチの一例としては、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）のように、ＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）技術を用いたスイッチがある。そのスイッチは、機械的に動かすことが可能な電極を有し、その電極が動くことによって、導通と非導通とを制御して動作する。
【０２２０】（チャネル長）
本明細書等において、チャネル長とは、例えば、トランジスタの上面図において、半導体（またはトランジスタがオン状態のときに半導体の中で電流の流れる部分）とゲートとが重なる領域、またはチャネルが形成される領域における、ソースとドレインとの間の距離をいう。
【０２２１】なお、一つのトランジスタにおいて、チャネル長が全ての領域で同じ値をとるとは限らない。即ち、一つのトランジスタのチャネル長は、一つの値に定まらない場合がある。そのため、本明細書では、チャネル長は、チャネルの形成される領域における、いずれか一の値、最大値、最小値または平均値とする。
【０２２２】（チャネル幅）
本明細書等において、チャネル幅とは、例えば、半導体（またはトランジスタがオン状態のときに半導体の中で電流の流れる部分）とゲート電極とが重なる領域、またはチャネルが形成される領域における、ソースとドレインとが向かい合っている部分の長さをいう。
【０２２３】なお、一つのトランジスタにおいて、チャネル幅がすべての領域で同じ値をとるとは限らない。即ち、一つのトランジスタのチャネル幅は、一つの値に定まらない場合がある。そのため、本明細書では、チャネル幅は、チャネルの形成される領域における、いずれか一の値、最大値、最小値または平均値とする。
【０２２４】（画素）
本明細書等において、画素とは、例えば、明るさを制御できる要素一つ分を示すものとする。よって、一例としては、一画素とは、一つの色要素を示すものとし、その色要素一つで明るさを表現する。従って、そのときは、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の色要素からなるカラー表示装置の場合には、画像の最小単位は、Ｒの画素とＧの画素とＢの画素との三画素から構成されるものとする。
【０２２５】なお、色要素は、三色に限定されず、それ以上でもよく、例えば、ＲＧＢＷ（Ｗは白）や、ＲＧＢに、イエロー、シアン、マゼンタを追加したものなどがある。
【０２２６】（接続）
本明細書等において、ＡとＢとが接続されている、とは、ＡとＢとが直接接続されているものの他、電気的に接続されているものを含むものとする。ここで、ＡとＢとが電気的に接続されているとは、ＡとＢとの間で、何らかの電気的作用を有する対象物が存在するとき、ＡとＢとの電気信号の授受を可能とするものをいう。
【０２２７】なお、例えば、トランジスタのソース（または第１の端子など）が、Ｚ１を介して（または介さず）、Ｘと電気的に接続され、トランジスタのドレイン（または第２の端子など）が、Ｚ２を介して（または介さず）、Ｙと電気的に接続されている場合や、トランジスタのソース（または第１の端子など）が、Ｚ１の一部と直接的に接続され、Ｚ１の別の一部がＸと直接的に接続され、トランジスタのドレイン（または第２の端子など）が、Ｚ２の一部と直接的に接続され、Ｚ２の別の一部がＹと直接的に接続されている場合では、以下のように表現することが出来る。
【０２２８】例えば、「ＸとＹとトランジスタのソース（または第１の端子など）とドレイン（または第２の端子など）とは、互いに電気的に接続されており、Ｘ、トランジスタのソース（または第１の端子など）、トランジスタのドレイン（または第２の端子など）、Ｙの順序で電気的に接続されている。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース（または第１の端子など）は、Ｘと電気的に接続され、トランジスタのドレイン（または第２の端子など）はＹと電気的に接続され、Ｘ、トランジスタのソース（または第１の端子など）、トランジスタのドレイン（または第２の端子など）、Ｙは、この順序で電気的に接続されている」と表現することができる。または、「Ｘは、トランジスタのソース（または第１の端子など）とドレイン（または第２の端子など）とを介して、Ｙと電気的に接続され、Ｘ、トランジスタのソース（または第１の端子など）、トランジスタのドレイン（または第２の端子など）、Ｙは、この接続順序で設けられている」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構成における接続の順序について規定することにより、トランジスタのソース（または第１の端子など）と、ドレイン（または第２の端子など）とを、区別して、技術的範囲を決定することができる。
【０２２９】または、別の表現方法として、例えば、「トランジスタのソース（または第１の端子など）は、少なくとも第１の接続経路を介して、Ｘと電気的に接続され、前記第１の接続経路は、第２の接続経路を有しておらず、前記第２の接続経路は、トランジスタを介した、トランジスタのソース（または第１の端子など）とトランジスタのドレイン（または第２の端子など）との間の経路であり、前記第１の接続経路は、Ｚ１を介した経路であり、トランジスタのドレイン（または第２の端子など）は、少なくとも第３の接続経路を介して、Ｙと電気的に接続され、前記第３の接続経路は、前記第２の接続経路を有しておらず、前記第３の接続経路は、Ｚ２を介した経路である。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース（または第１の端子など）は、少なくとも第１の接続経路によって、Ｚ１を介して、Ｘと電気的に接続され、前記第１の接続経路は、第２の接続経路を有しておらず、前記第２の接続経路は、トランジスタを介した接続経路を有し、トランジスタのドレイン（または第２の端子など）は、少なくとも第３の接続経路によって、Ｚ２を介して、Ｙと電気的に接続され、前記第３の接続経路は、前記第２の接続経路を有していない。」と表現することができる。または、「トランジスタのソース（または第１の端子など）は、少なくとも第１の電気的パスによって、Ｚ１を介して、Ｘと電気的に接続され、前記第１の電気的パスは、第２の電気的パスを有しておらず、前記第２の電気的パスは、トランジスタのソース（または第１の端子など）からトランジスタのドレイン（または第２の端子など）への電気的パスであり、トランジスタのドレイン（または第２の端子など）は、少なくとも第３の電気的パスによって、Ｚ２を介して、Ｙと電気的に接続され、前記第３の電気的パスは、第４の電気的パスを有しておらず、前記第４の電気的パスは、トランジスタのドレイン（または第２の端子など）からトランジスタのソース（または第１の端子など）への電気的パスである。」と表現することができる。これらの例と同様な表現方法を用いて、回路構成における接続経路について規定することにより、トランジスタのソース（または第１の端子など）と、ドレイン（または第２の端子など）とを、区別して、技術的範囲を決定することができる。
【０２３０】なお、これらの表現方法は、一例であり、これらの表現方法に限定されない。ここで、Ｘ、Ｙ、Ｚ１、Ｚ２は、対象物（例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など）であるとする。
【符号の説明】
【０２３１】１１    撮像素子
１２    Ａ／Ｄコンバータ
２０    画素
２０ａ    画素
２０ｂ    画素
２０ｃ    画素
２０ｄ    画素
２０ｈ    画素
２０ｉ    画素
２０ｊ    画素
２０ｋ    画素
２１    画素アレイ
２３    列ドライバ
２４    行ドライバ
２５    アナログスイッチ
２６    電流源回路
２８    コンパレータ
２９    カウンター回路
３０    端子
３１    端子
４１    トランジスタ
４２    トランジスタ
４３    トランジスタ
４４    トランジスタ
４５    トランジスタ
６１    配線
６１ｈ    配線
６１ｋ    配線
６２    配線
６３    配線
６４    配線
６５    配線
７１    配線
７２    配線
７３    配線
７５    配線
７６    配線
７７    配線
７８    配線
８１    絶縁層
８１ａ    絶縁層
８１ｂ    絶縁層
８１ｃ    絶縁層
８１ｄ    絶縁層
８１ｅ    絶縁層
８２    導電体
８３    絶縁層
９１    配線
９２    配線
９３    配線
１００    移動体
１０１    制御回路
１０２    窓部
１１１    判定回路
１１２    記憶回路
１１３    検出回路
１１４    演算回路
Ｓ１０１    ステップ
Ｓ１０２    ステップ
Ｓ１０３    ステップ
Ｓ１０４    ステップ
Ｓ１０５    ステップ
１２１    トンネル
１２２    光源
１２３    光源
１２４    光源
１０３    照度センサ
１０３Ａ    照度センサ
１０３Ｂ    照度センサ
１０４    イメージセンサ
１０４Ｌ    イメージセンサ
１０４Ｒ    イメージセンサ
１１５    アンテナ
１１６    記憶回路
１１７    ＧＰＳ
１１８    サーバ
２００    液晶パネル
２００Ａ    液晶パネル
２００Ｂ    液晶パネル
２００Ｃ    液晶パネル
２０１Ａ    基板
２０１Ｂ    基板
２０１Ｃ    基板
２０２    液晶
２０２Ａ    液晶
２０２Ｂ    液晶
２０３Ａ    偏光板
２０３Ｂ    偏光板
２０４    サンバイザー
２１１    フロントガラス
２１２    フロントドアガラス
２１３    リアドアガラス
２１４    リアガラス
２１１Ｗ    フロントガラス
２１２Ｗ    フロントドアガラス
２１３Ｂ    リアドアガラス
２１４Ｂ    リアガラス
３０１    自動車
３０２    バス
３０３    電車
３０４    飛行機
３０５    ヘルメット
３１１    窓部
１３０    酸化物半導体層
１４０    導電層
１６０    絶縁層
１７０    導電層
１７３    導電層
５１０    領域
５２０    領域
５３０    領域
５４０    領域
５４５    領域
５５０    導電層
５６０    導電層
１１００    層
１２００    層
１３００    層
１５３０    遮光層
１５４０    マイクロレンズアレイ
１５５０ａ    光学変換層
１５５０ｂ    光学変換層
１５５０ｃ    光学変換層
【図１】
2017145015.tif 000003
【図２】
2017145015.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2017145015.tif 000015
【図１４】
2017145015.tif 000016
【図１５】
2017145015.tif 000017
【図１６】
2017145015.tif 000018
【図１７】
2017145015.tif 000019
【図１８】
2017145015.tif 000020
【図１９】
2017145015.tif 000021
【図２０】
2017145015.tif 000022
【図２１】
2017145015.tif 000023
【図２２】
2017145015.tif 000024
【図２３】
2017145015.tif 000025
【図２４】
2017145015.tif 000026
【図２５】
2017145015.tif 000027
【図２６】
2017145015.tif 000028
【国際調査報告】
2017145015.tif 000029
2017145015.tif 000030
2017145015.tif 000031
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